JPH02265149A - マイクロ波加熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、矩形導波管の断面の長辺用法より十分小さ
い寸法の被処理物を加熱処理する導波管形マイクロ波加
熱装置に係り、特にその短絡器の改良に関する。

（従来の技術） 従来より用いられている導波管形マイクロ波加熱装置は
、導波管中に定在波を発生せしめ、その最大電場強度部
に被処理物を置いて、効率的にマイクロ波電力を被処理
物に照射して、加熱処理を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、従来のマイクロ波加熱装置においては、短絡
器の短絡面は平面であることから、第３図に示すように
矩形導波管内における定在波の電場強度分布は、導波管
１１の横断面の長辺壁即ち電界Ｅに対して直角な磁界面
壁１２に平行な方向について導波管両側壁即ち電界Ｅと
平行な電界面壁１３の壁面で電場強度０、導波管中央Ｃ
で最大電場強度となるような正弦波的に変化する分布と
なる。

このため、被処理物が導波管１１の磁界面壁１２の幅寸
法に比べ小さい場合、導波管中を伝送されてきたマイク
ロ波電力の一部しか処理に用いられず、効率が低い。特
に、被処理物が非常に小さい場合、或いは非常に細い場
合、加熱処理することが困難で、非常に効率が悪い。

更に、誘電体損失係数の大きい被処理物を加熱処理する
場合、従来の短絡器では十分な定在波は形成されず、マ
イクロ波発振器側が加熱処理され易い傾向にあり、均一
な加熱処理の妨げとなっている。

この発明は、上記事情に鑑みなされたもので、加熱効率
の向上、加熱処理不可能であった被処理物の加熱処理の
均一化を行なうことが出来るマイクロ波加熱装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、導波管の一端を閉鎖する短絡器が導体から
なり、その短絡面は中央突出部がら両側に対称に凹曲面
をなしているマイクロ波加熱装置である。

（作用） この発明によれば、被処理物の位置に短絡器による反射
波を集中することが出来、その結果、被処理物の位置の
電場強度をより一層高めることが出来る。従って、加熱
効率か向上する。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明によるマイクロ波加熱装置は、第１図及び第２
図に示すように構成され、導波管１１の一端の図示しな
いマイクロ波発振器側１１ａとは反対側１１ｂが短絡器
１４にて電気的に閉鎖されている。この短絡器１４は導
体からなっているが、図から明らかなように、その短絡
面１５は中央突出部１６ａから両側の電界面壁１３の方
に互いに対称に凹曲面１６ｂで形成されている。この凹
曲面１６ｂは好ましくは放物面であり、磁界面壁１２に
垂直な面になっている。

更に、この短絡器１４には支持棒１７が取付けられ、こ
の支持棒１７を駆動して、短絡器１４を矢印Ｆ方向に導
波管１１内で移動出来るように構成されている。つまり
、短絡器１４は導波管１１の長手方向に移動可能になっ
ている。

尚、初号１８は被処理物であり、導波管１１内に発生し
た定在波の最大電場強度部となる中央に置かれて加熱処
理される。そのため、導波管１１の相対向する幅広面即
ち、電界面壁１３の中央に、それぞれ透孔１９が設けら
れ、細長物の被処理物１８を幅広面中央に挿入或いは搬
送出来るようになっている。

さて次に、加熱処理について述べるが、加熱処理効果が
上がり難い場合、もしくは、処理が不可能な場合の極端
な例として、糸状被処理物の加熱処理について述べる。

尚、マイクロ波加熱、或いはマイクロ波によってプラズ
マ発生を行なう場合、Ｔ　Ｅ　、、モードを用いるのが
普通であるので、ここでの説明もこのＴＥ１ｏモードに
ついて記述することにする。

矩形導波管１１中を伝播するマイクロ波は、第１図に一
点鎖線矢印で示すように、導波管内壁を反射しながら進
行する一組の平面波に分解出来る。

その際の平面波進行方向と導波管内壁との角度θは、簡
単に計算出来る。即ち、導波管内径か長辺（磁界面壁）
：９６ｍｍ、短辺（電界面壁）：２７ｍｍの場合、角度
θは約３９．６°となる。

そこで、この発明のように２つの平面波を、２つの放物
面を形成した短絡面３を用いることにより、はぼ中央の
被処理物の位置に大部分を集中することが出来る。その
ため、僅かな損失を伴うが、従来例よりは格段に高効率
である。このに部分に被処理物を置いているので、マイ
クロ波のほぼ全部が、少なくとも１回は被処理物に入射
することとなり、効率の向上が期待出来る。

尚、高周波電界の方向は導波管の幅広面に対して垂直で
あり、従って被処理物と平行な方向であり、均一加熱作
用がある。

又、上記実施例と同様の考え方で、他モード及び成る特
定の場所に電場を集中せしめたり、希望の電場分布を作
ることが可能である（例えば、ＴＥ２ｏモードを用いる
、曲面を球面とするなど）。

更に、誘電体損失係数の大きな被処理物を加熱処理する
場合、マイクロ波発振器に近い側が加熱処理され易い傾
向にあったが、これも回避可能である。

又、この発明はガスをプラズマ活性化する励起装置とし
ても好敵し、被処理物の位置にガス管を装着して用いる
。

［発明の効果］ この発明によれば、短絡器は、その短絡面か中央突出部
から両側に対称な凹曲面をなす導体からなっているので
、被処理物の位置に短絡器による反射波を集中出来て、
電場強度をより一層高めることが出来る。従って、加熱
効率の向上を図ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るマイクロ波加熱装置
を示す軸方向断面図、第２図は同じく一部を切り欠いて
示す斜視図、第３図は導波管中の定在波の電場強度分布
を示す斜視図である。 １・・・導波管、２・・・短絡器、３・・・短絡面、５
・・・被処理物。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 矩形導波管の一端が短絡器にて閉鎖され、該導波管内に
   発生した定在波の中央部最大電場強度部に被処理物が置
   かれて加熱処理されるマイクロ波加熱装置において、 上記短絡器は、その短絡面が中央突出部から両側に対称
   に凹曲面をなす導体からなることを特徴とするマイクロ
   波加熱装置。